圭表
圭表，是中国古代是度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。平放的铜尺或石尺叫圭，垂放的铜柱或石柱的叫表。圭表是中国最古老的一种传统天文仪器，三千年前，中国西周丞相周公在登封市县就设置过一种以测定日影长度来确定时间的仪器，这是圭表最早的历史记载。
圭表的测量方法有两种，一种叫高表测影法，就是垂直于地面立一根杆，通过观察记录它正午时影子的长短变化来确定季节的变化。公元前20世纪的陶寺遗址时期，中国中原地区已使用圭表测影法。
第二种叫“平气法”（又称“平均时间法”）。汉朝时，中国学者采用圭表测影法定出黄河流域的冬至（白昼最短）这天作为冬至日，以冬至日为“二十四节气”的起点，将冬至到下一个冬至之间的时间段分割为24段（每段15日），每两个节气之间的天数平均。这样，圭表不仅可以用来制定节令，还可以在历书中排出未来的元旦以及二十四个节令的日期，作为指导汉族人民从事农事活动的重要依据。
圭表测时的精度是与表的长度成正比的，中国使用圭表测时，一直延续至明清时期。现在，中国发掘出土的圭表文物有汝阴侯圭表、仪征圭表等，保存至今的圭表遗址有登封市测景台、北京古观象台圭表等。
构造与功用
圭表由圭和表两部份组成：圭是正南北方向上水平放置的尺，表是直立的标竿，置于圭的两端且与圭垂直。当太阳照着表的时候， 圭上出现了表的影子，根据影子的方向和长度，就能读出时间。
圭表还可以用来定方位、推算二十四节气，测定一个地方的子午线和当地的地理经纬度。并能测出一个回归年(地球上寒来暑往的周期)的长度，它用于编制历法，确定一年的天数。
中国春秋时代已经使用圭表测量连续两次日影最长和最短之间所经历的时间， 计算出回归年的长度。根据冬至日正午表影最长、夏至日正午表影最短，可以确定每年的冬至日和夏至日，并进而推算出一个回归年的长度 。
为提高精度，还可将当时测定的某个冬至日的日期与历史上尽可能早的某个冬至日期相比较，以这期间相隔的日数除以经历的年数，由此可以得到相当精确的回归年长度值.。
历史起源
圭表作为一种最古老且朴素的天文仪具，其起源年代可上溯到距今八千年前。古人学会立表测影的原因就在于人们对自己身影的了解，由于古人最早认识的日影只能是自己的身影，因此最原始的测影工具应该是人体自身。
立杆测影的方法约出现于新石器时代中期，即距今五六千年前，在这之前有一个相当长的利用自然物看日影的历史阶段。在很长时间内杆是利用代替物，并没有专用的、特制的杆。测影所用的杆最初也无专名，大约到春秋时才开始用"表"，规定长度为八尺，可能来自人的身高。铜表出现于西汉。
人类文明的发展是从先民有意识地规划空间和时间开始的。对时空的规划必须借助天文仪器才能实现，这使表的创制成为一切天文仪具中最古老的一种。事实上，表的发明不仅推动了中国古代天文学的进步，而且由于时空制度乃是人文制度赖以建立的基础，因此它对文明历史的形成和发展也具有十分重要的意义。
度量表影需要使用一种平卧的度尺，古人名之曰"土圭",意思就是度圭。最初立杆测影是在平整的土地上进行，在影端画一记号，再量影长，所以叫土圭。土圭源于周代，但直到汉代，它只被解释为在地面作记号。汉代开始使用“铜表，高八尺，长一丈三尺，广尺二寸”，从这里的长和广，可以看出土圭的存在和使用，但是，制作材料尚不明确。宽度(相当于现代七八寸)推测，用石或金属造的更合理。但也不能排除土造的可能。之后也有铜圭、玉圭。 最早的土圭由玉制成，长度仅为周尺的一尺五寸，这显然只适用于测量天地之中的夏至影长。由于夏至日正午的影长乃是一年中长度最短的影，因此在这样 的土圭上已没有必要标示刻度，人们只需在夏至即将来临的时候，将土圭放到表杆底部的正北，并认真找出表影与圭相合的日期，从而最终定准夏至。《尚书·尧典》独于夏至而言“敬致”，即反映了古人于夏至致日测影的古老传统。
演进历程
圭表是中国最古老最简单的一 种天文仪器，其在古代天文学史上占有非常重要的地位。从传说的上古史推断，中国古代立杆测影的起始年代早于公元前三、四千年的新石器时代中期，即距今五六千年前。在很长时间内杆是利用代替物，测影所用的杆最初也无专名，大约到春秋时才开始用“表”，规定长度为八尺， 可能来自人的身高。铜表出现于西汉。至于“圭”字 的出现要比专用的杆可能晚得多，一开始是利用平地,就是“土圭”，这个“土”字不能释为度，而“圭”为 卦之古文。用一个固定的器物（如石）为圭在汉代之后。汉代以后的圭表，表高通常取为8尺。
随着时间的推移，中国各朝代人们不断对圭表进行改进，从圭表的材料上，最早由竹子、木头，到石圭表、铜圭表；圭表的形态和结构，由小到大，由简单到复杂，测量手段越来越先进，测量数据精度也大大提高，唐朝时期，用圭表在全国设立九个观测点，进行全国统一的天文地理观测。
元代的天文学家郭守敬在建造登封观星台的时候， 把表高加高五倍， 表端放置一横梁， 创造 了 “ 景符” ， 测得太阳中心的影长， 并解决了表高影端模糊的问题， 大大提高了观测的精确度，其投影细如发丝，用此种方法测得的影长，可精确到士2毫米。 此外， 唐宋以前， 圭表只用于观测太阳， 郭守敬创制的“ 窥几” 还可观测月球和星座， 增加了圭表的效用。
明代将表高恢复为8尺，圭长则为1丈多，清代钦天监在明制表的顶端加上一截，使表高达10尺，这时在冬季表影会落到圭外，于是，清人在圭的另一端立了一个高3尺5寸的“小表”，相当于圭的延伸，称立圭，冬季表影会落在立圭上。
文物及遗址
登封测景台
登封测景台又叫登封观星台，位于中国河南省登封市东南十五公里的告成镇，建造于1279年，是元代杰出的天文学家郭守敬在周公测时的地方设计并建造的一座圭表。测景台由一座9.46米的高台和从台体北壁凹槽里向北平铺的长长的建筑组成，这个高台相当于坚固的表，平铺台北市地面的是“量天尺”即石圭.这个硕大的“圭表”使测量精度大大提高。郭守敬创新性地把表高加高五倍， 表端放置一横梁， 据小孔成像原理， 创造 了 “ 景符” ， 测得太阳中心的影长， 并解决了表高影端模糊的问题， 大大提高了观测的精确度。 此外， 唐宋以前， 圭表 只用于观测太阳， 郭守敬创制的“ 窥几” 还可观测 月球和星座， 增加了圭表的效用。
汝阴侯圭表
1977年，考古学家发掘了中国阜阳市罗庄双古堆西汉夏侯婴夏侯灶(?～公元前165) 墓，在墓室中找到几件漆器。这几件漆器出土时木质虽然已经严重腐烂，但它们较耐腐的漆皮却保留了有关它们结构和尺寸的基本信息，并被 考古学家细心地测量和保存下来，绘制了1：1大小的图纸。经过对这些保留材料和数据 的科学分析可以发现，所谓“不知名漆器”实际带有测定春秋分和冬夏至正午影长的功能，是迄今所见的我国历史上最早的一件圭表实物。
仪征市圭表
1965年，中国江苏仪征石碑村东汉1号墓(属东汉中期以 后)出土了一件带有刻度的尺状器物，最初被当成尺子 ，但经天文史家考证，确定它为一架折叠式圭表。
北京市古观象台的圭表
北京古观象台是中国明清两代的皇家天文台。圭表是古观象台最早的天文仪器之一。明正统二年(1437年)春天，明政府派人去南京用木料，仿制了宋代浑仪、元代简仪和圭表，然后运回北京，校验后浇铸成铜仪，安放在古观象台台顶，供观测使用。圭表的底座为明仿元代郭守敬所制，其上铜圭表为1983年复制，原件现存南京紫金山天文台。
文化价值
圭表测影是中国古代最基本的天文测量方法之一，它可以用来定方向、定节气、定时刻和定地域。考古学的证据表明，观测日出方位的方法比圭表测影更简单，不过对地域的依赖性很高。因此，圭表测影方法的出现，在天文上促进了“地方性”文明向“世界性”文明的转变，对于国家形态的产生也具有重要意义。
定位建都
利用圭表测影的方法确定方向和建都的位置，是《周礼》中对于“惟王建国”的基本要 求。中国天文学史上的“地中”概念即是利用圭表测影来确定。它也代表着国家政治中心的所在。
确权分封
由于对冬夏至的影长测量在中国古代具有重要的政治文化意义，即在“地中”观测到的冬夏至影长，被认为是编制历法及列土封疆的基本依据。中国古代诸侯疆域的分封，也是由测影的长度来确定的，并逐渐演化为代表权力的象征性符号。
制历兴农
为了农业的需要，人们必须掌握最主要的天象，特别是掌握四时变化的基本规律和农作物生长周期的关系。中国汉代以来的史书记载中，圭表测影成为官修历法不可或缺的组成部分。由于制定历法是中国古代重要的国家职能之一，因此圭表测影活动也在政府的支持下 得以进入精致化发展的过程，测影技术不断得以改进，从而使历法的精度得到了很大提高。